CN115891568A - 一种车内密闭环境危险感知预警自救装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车内密闭环境危险感知预警自救装置，涉及密闭环境危险感知技术领域，该装置包括当车辆处于熄火且车门均处于关闭状态时输出传感器控制指令；传感器控制指令用于启动第一红外线传感器、温度传感器和氧气浓度传感器；当车内存在活体且车内温度和氧气浓度处于危险范围时输出破窗控制指令；破窗控制指令用于启动破窗自动结构；破窗自动结构包括弹力输出部和撞击部；弹力输出部用于根据破窗控制指令，将撞击部发射至车窗上以撞击车窗，达到破窗目的。本发明解决了车内婴幼儿等行动不便人员在车辆密闭情况下因车内温度升高、氧气浓度下降等原因导致窒息死亡的问题。

Description

一种车内密闭环境危险感知预警自救装置

技术领域

本发明涉及密闭环境危险感知技术领域，特别是涉及一种车内密闭环境危险感知预警自救装置。

背景技术

现有的一种车内氧含量智能监测控制方法和装置原理如下：

开始工作时，监测车内是否存在乘员；若在唤醒情况下检测到车内有乘员，则开始进行车内氧含量监测。当监测车内的氧含量低于第一警报阀值，可能会有缺氧危险时，开启空调换气***，改善车内空气状态；当检测到车内氧含量进一步降低并接近第二警报阀值，车内乘员存在生命危险时，并启动报警，并将四门门锁打开，以便外面的人进行施救。工作结束后，***进入睡眠状态以节约能源。但是此***存在以下缺点：

第一，报警后无后续手段。现有技术在检测到车内存在乘员且处于危险状况时，及时进行报警，并将四门门锁打开，但是并无后续操作且车门处于未打开状态。当出现无人施救或施救效果不理想的情况，车内乘员生命安全仍无法得到保障。

第二，空气循环换氧量不足以满足呼吸需求。当乘员长时间被困车内时，虽然四门门锁打开，但是车门处于未打开状态，乘员呼吸产生的二氧化碳量也无法及时排出车外，而且车内温度也会升高，容易造成脱水及窒息。

第三，没有考虑到车内被困人员自主行动能力。虽然四门门锁打开，但是车门处于未打开状态，对于行动不便的老人或者儿童，由于自主行动能力较弱，无法独立打开车门，车内乘员生命安全仍无法得到保障。

此外，虽然现有技术可实现简易破窗，但当被困车内的是行动不便的老人或是儿童时，由于自主行动能力较弱，无法独立完成破窗动作。

发明内容

本发明的目的是提供一种车内密闭环境危险感知预警自救装置，以解决车内婴幼儿等行动不便人员在车辆密闭情况下因车内温度升高、氧气浓度下降等原因导致窒息死亡的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种车内密闭环境危险感知预警自救装置，包括设置在车内的微处理器、第一红外线传感器、温度传感器、氧气浓度传感器和破窗自动结构；

所述微处理器，用于：

当车辆处于熄火且车门均处于关闭状态时，输出传感器控制指令；所述传感器控制指令用于启动所述第一红外线传感器、所述温度传感器和所述氧气浓度传感器；

当车内存在活体且车内温度和氧气浓度处于危险范围时，输出破窗控制指令；所述破窗控制指令用于启动破窗自动结构；

所述破窗自动结构位于车窗下方位置，所述破窗自动结构包括弹力输出部和撞击部；所述弹力输出部用于根据所述破窗控制指令，将所述撞击部发射至车窗上以撞击车窗，达到破窗目的。

可选地，在所述当车辆处于熄火且车门均处于关闭状态时，输出传感器控制指令方面，所述微处理器，用于：

当车辆处于熄火且车门均处于关闭状态时，输出第一控制指令；所述第一控制指令用于启动所述第一红外线传感器；所述第一红外线传感器用于采集车内热像图；

当所述第一红外线传感器采集到的车内热像图表明车内存在活体时，输出第二控制指令；所述第二控制指令用于启动所述温度传感器和所述氧气浓度传感器；所述温度传感器用于采集车内温度；所述氧气浓度传感器用于采集车内氧气浓度；

当车内温度和氧气浓度处于危险范围时，输出破窗控制指令。

可选地，在所述当车辆处于熄火且车门均处于关闭状态时，输出传感器控制指令方面，所述微处理器，还用于：

当车内温度和氧气浓度处于风险范围时，输出第三控制指令；所述第三控制指令用于启动车内的空调换气***；所述空调换气***用于根据所述第三控制指令，对车内进行降温增氧操作；

其中，所述风险范围内的温度值低于所述危险范围内的温度值，所述风险范围内的氧气浓度高于所述危险范围内的氧气浓度。

可选地，所述车内密闭环境危险感知预警自救装置还包括设置在车内的第二红外线传感器；在所述当车内存在活体且车内温度和氧气浓度处于危险范围时，输出破窗控制指令方面，所述微处理器，用于：

当车内温度和氧气浓度处于危险范围时，输出第四控制指令；所述第四控制指令用于启动所述第二红外线传感器；所述第二红外线传感器用于采集车内热像图；

当所述第二红外线传感器采集到的车内热像图表明车内存在活体时，输出破窗控制指令。

可选地，所述微处理器，用于：

当所述第二红外线传感器采集到的车内热像图表明车内未存在活体时，返回当车辆处于熄火且车门均处于关闭状态时，输出第一控制指令的步骤。

可选地，所述弹力输出部包括固定板、第一电磁限位器、第二电磁限位器、设置在所述第一电磁限位器一侧的第一电磁铁组件、设置在所述第二电磁限位器一侧的第二电磁铁组件以及弹簧；所述弹簧固定在所述固定板上；

在接收到破窗控制指令前，所述弹簧处于伸长状态并在所述固定板上形成弓体；所述弓体包括依次连接的第一侧臂、U型结构以及第二侧臂；所述U型结构用于放置所述撞击部；所述第一电磁限位器用于在未进行破窗操作前，限位固定所述第一侧臂；所述第二电磁限位器用于在未进行破窗操作前，限位固定所述第二侧臂；

所述第一电磁铁组件用于在接收到破窗控制指令后，产生第一磁力；所述第一磁力用于移动所述第一电磁限位器，以使所述第一电磁限位器未限位固定所述第一侧臂；所述第二电磁铁组件用于在接收破窗控制指令之后，产生第二磁力；所述第二磁力用于移动所述第二电磁限位器，以使所述第二电磁限位器未限位固定所述第二侧臂；

在接收到破窗控制指令前，所述弹簧处于弓体状态，所述第一电磁铁组件和所述第二电磁铁组件未产生磁力，所述弓体的两侧臂被所述第一电磁限位器和所述第二电磁限位器分别限位固定；

在接收到破窗控制指令后，所述第一电磁铁组件和所述第二电磁铁组件产生磁力，所述第一电磁限位器和所述第二电磁限位器受磁力作用移动，使所述弓体的两侧臂未被限位固定，并在所述弹簧的弹力作用下，将所述撞击部发射至车窗上以撞击车窗。

可选地，所述固定板上开设有第一凹槽和第二凹槽，且所述第一凹槽和所述第二凹槽对称设置；所述第一凹槽用于放置所述第一电磁限位器，所述第二凹槽用于放置所述第二电磁限位器；

在接收到破窗控制指令前，所述第一电磁限位器卡在所述第一凹槽内，所述第二电磁限位器卡在所述第二凹槽内。

可选地，所述第一电磁铁组件和所述第二电磁铁组件均包括电磁铁线圈和电磁铁芯；

在接收到破窗控制指令后，所述电磁铁线圈通电，以使所述电磁铁芯产生磁力。

可选地，所述第一凹槽和所述第二凹槽的结构相同，且所述第一凹槽的一内侧壁为坡面。

可选地，所述弹簧为扭力弹簧；所述撞击部为钨钢撞针

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明在车辆熄火后，车内红外线传感器开始工作，当检测到车内存在活体时，温度传感器和氧气浓度传感器开始工作。当车内温度和氧气浓度低于风险值时，自动开启空调换气***进行降温增氧；当车内温度和氧气浓度低于危险值时，车窗上的破窗自动结构启动，完成破窗动作，进行进一步地降温增氧，解决车内婴幼儿等行动不便人员在车辆密闭情况下因车内温度升高、氧气浓度下降等原因导致窒息死亡的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的车内密闭环境危险感知预警自救装置的结构框图；

图2为本发明实施例提供的车内密闭环境危险感知预警自救装置的整体流程图；

图3为本发明实施例提供的破窗自动结构撞击车窗前的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的破窗自动结构撞击车窗后的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的电磁铁与电磁限位器位置关系示意图；

图6为本发明实施例提供的电磁限位器与撞针凹槽连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为解决车内婴幼儿等行动不便人员在车辆密闭情况下因车内温度升高、氧气浓度下降等原因导致窒息死亡的问题，本发明提供了一种车内密闭环境危险感知预警自救装置、利用红外线传感器、温度传感器、氧气浓度传感器和破窗自动结构，实现根据车内温度、氧气多参数监控以及危险报警和极端状况下的自动破窗效果。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明实施例提供的一种车内密闭环境危险感知预警自救装置包括设置在车内的微处理器、第一红外线传感器、温度传感器、氧气浓度传感器和破窗自动结构。

所述微处理器，用于：

当车辆处于熄火且车门均处于关闭状态时，输出传感器控制指令；所述传感器控制指令用于启动所述第一红外线传感器、所述温度传感器和所述氧气浓度传感器；

当车内存在活体且车内温度和氧气浓度处于危险范围时，输出破窗控制指令；所述破窗控制指令用于启动破窗自动结构；

所述破窗自动结构位于车窗下方位置，所述破窗自动结构包括弹力输出部和撞击部；所述弹力输出部用于根据所述破窗控制指令，将所述撞击部发射至车窗上以撞击车窗，达到破窗目的。

进一步地，在所述当车辆处于熄火且车门均处于关闭状态时，输出传感器控制指令方面，所述微处理器，用于：

当车辆处于熄火且车门均处于关闭状态时，输出第一控制指令；所述第一控制指令用于启动所述第一红外线传感器；所述第一红外线传感器用于采集车内热像图；

当所述第一红外线传感器采集到的车内热像图表明车内存在活体时，输出第二控制指令；所述第二控制指令用于启动所述温度传感器和所述氧气浓度传感器；所述温度传感器用于采集车内温度；所述氧气浓度传感器用于采集车内氧气浓度；

当车内温度和氧气浓度处于风险范围时，输出第三控制指令；所述第三控制指令用于启动车内的空调换气***；所述空调换气***用于根据所述第三控制指令，对车内进行降温增氧操作；

当车内温度和氧气浓度处于危险范围时，输出破窗控制指令；

其中，所述风险范围内的温度值低于所述危险范围内的温度值，所述风险范围内的氧气浓度高于所述危险范围内的氧气浓度。

优选地，氧气浓度阈值为16％时空调换气***，氧气浓度阈值为12％时实行破窗操作。

更进一步地，所述车内密闭环境危险感知预警自救装置还包括设置在车内的第二红外线传感器；在所述当车内存在活体且车内温度和氧气浓度处于危险范围时，输出破窗控制指令方面，所述微处理器，用于：

当车内温度和氧气浓度处于危险范围时，输出第四控制指令；所述第四控制指令用于启动所述第二红外线传感器；所述第二红外线传感器用于采集车内热像图；

当所述第二红外线传感器采集到的车内热像图表明车内存在活体时，输出破窗控制指令；

当所述第二红外线传感器采集到的车内热像图表明车内未存在活体时，返回当车辆处于熄火且车门均处于关闭状态时，输出第一控制指令的步骤。

图2为本发明实施例提供的车内密闭环境危险感知预警自救装置的整体流程图，如图2所示，车内常备两层检测活体的红外线传感器，当车辆停止行驶且车门均处于关闭状态时，车内第一层传感器(即第一红外线传感器)开始工作，第二层传感器(即第二红外线传感器)处于待机状态。当检测到车内有活体时启动温度传感器和氧气浓度传感器，当检测到温度、氧气浓度达到第一阈值时，开启换气***和空调***以进行空气循环和降温，并开始发出警报和呼叫车主；当检测到温度、氧气浓度达到第二阈值时，发送破窗信号。接收到破窗信号后，第二层传感器开始进行检测，确认车内是否存在幼儿或其余行动不便者，并当存在且达到破窗要求后，则执行破窗动作，完成施救。两层传感器防止由于一层传感器导致误报警而破窗造成财产损失。

微处理器的输入端与红外线传感器、温度传感器以及氧气浓度传感器连接，微处理器的输出端与电磁铁线圈、空调换气***连接。

微处理器实现信号的输入与输出，红外线传感器信号、温度信号、氧气浓度信号作为微处理器的输入，微处理器完成与设定阈值的比较，若达到设定的破窗阈值，则微处理器输出高电平信号，空调换气***工作，电磁铁线圈触点闭合，破窗操作开始，完成破窗。

如图3、图4、图5和图6所示，所述弹力输出部包括固定板、第一电磁限位器1、第二电磁限位器、设置在所述第一电磁限位器一侧的第一电磁铁组件4、设置在所述第二电磁限位器一侧的第二电磁铁组件5以及弹簧3；所述弹簧3固定在所述固定板上；其中，A表示车窗受击点，第一电磁限位器1和第一电磁铁组件4相距一定距离，第二电磁限位器和第二电磁铁组件5相距一定距离。

在接收到破窗控制指令前，所述弹簧3处于伸长状态并在所述固定板上形成弓体；所述弓体包括依次连接的第一侧臂、U型结构以及第二侧臂；所述U型结构用于放置所述撞击部2；所述第一电磁限位器1用于在未进行破窗操作前，限位固定所述第一侧臂；所述第二电磁限位器用于在未进行破窗操作前，限位固定所述第二侧臂。

所述第一电磁铁组件4用于在接收到破窗控制指令后，产生第一磁力；所述第一磁力用于移动所述第一电磁限位器1，以使所述第一电磁限位器1未限位固定所述第一侧臂；所述第二电磁铁组件5用于在接收破窗控制指令之后，产生第二磁力；所述第二磁力用于移动所述第二电磁限位器，以使所述第二电磁限位器未限位固定所述第二侧臂。

在接收到破窗控制指令前，所述弹簧3处于弓体状态，所述第一电磁铁组件4和所述第二电磁铁组件5未产生磁力，所述弓体的两侧臂被所述第一电磁限位器1和所述第二电磁限位器分别限位固定。

在接收到破窗控制指令后，所述第一电磁铁组件4和所述第二电磁铁组件5产生磁力，所述第一电磁限位器1和所述第二电磁限位器受磁力作用移动，使所述弓体的两侧臂未被限位固定，并在所述弹簧3的弹力作用下，将所述撞击部2发射至车窗上以撞击车窗。

所述固定板上开设有第一凹槽和第二凹槽，且所述第一凹槽和所述第二凹槽对称设置；所述第一凹槽用于放置所述第一电磁限位器1，所述第二凹槽用于放置所述第二电磁限位器；在接收到破窗控制指令前，所述第一电磁限位器1卡在所述第一凹槽内，所述第二电磁限位器卡在所述第二凹槽内，限制了撞击部2移动，使得撞击部2保持静止；其中，B点为电磁限位器与凹槽连接示意图。

所述第一电磁铁组件4和所述第二电磁铁组件5均包括电磁铁线圈和电磁铁芯；在接收到破窗控制指令后，所述电磁铁线圈通电，以使所述电磁铁芯产生磁力。

所述第一凹槽和所述第二凹槽的结构相同，且所述第一凹槽的一内侧壁为坡面或者斜角设计，有利于电磁限位器移动后撞击部2的弹出。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种车内密闭环境危险感知预警自救装置，其特征在于，包括设置在车内的微处理器、第一红外线传感器、温度传感器、氧气浓度传感器和破窗自动结构；

所述微处理器，用于：

当车辆处于熄火且车门均处于关闭状态时，输出传感器控制指令；所述传感器控制指令用于启动所述第一红外线传感器、所述温度传感器和所述氧气浓度传感器；

当车内存在活体且车内温度和氧气浓度处于危险范围时，输出破窗控制指令；所述破窗控制指令用于启动破窗自动结构；

所述破窗自动结构位于车窗下方位置，所述破窗自动结构包括弹力输出部和撞击部；所述弹力输出部用于根据所述破窗控制指令，将所述撞击部发射至车窗上以撞击车窗，达到破窗目的。

2.根据权利要求1所述的一种车内密闭环境危险感知预警自救装置，其特征在于，在所述当车辆处于熄火且车门均处于关闭状态时，输出传感器控制指令方面，所述微处理器，用于：

当车辆处于熄火且车门均处于关闭状态时，输出第一控制指令；所述第一控制指令用于启动所述第一红外线传感器；所述第一红外线传感器用于采集车内热像图；

当所述第一红外线传感器采集到的车内热像图表明车内存在活体时，输出第二控制指令；所述第二控制指令用于启动所述温度传感器和所述氧气浓度传感器；所述温度传感器用于采集车内温度；所述氧气浓度传感器用于采集车内氧气浓度；

当车内温度和氧气浓度处于危险范围时，输出破窗控制指令。

3.根据权利要求2所述的一种车内密闭环境危险感知预警自救装置，其特征在于，在所述当车辆处于熄火且车门均处于关闭状态时，输出传感器控制指令方面，所述微处理器，还用于：

当车内温度和氧气浓度处于风险范围时，输出第三控制指令；所述第三控制指令用于启动车内的空调换气***；所述空调换气***用于根据所述第三控制指令，对车内进行降温增氧操作；

其中，所述风险范围内的温度值低于所述危险范围内的温度值，所述风险范围内的氧气浓度高于所述危险范围内的氧气浓度。

4.根据权利要求3所述的一种车内密闭环境危险感知预警自救装置，其特征在于，所述车内密闭环境危险感知预警自救装置还包括设置在车内的第二红外线传感器；在所述当车内存在活体且车内温度和氧气浓度处于危险范围时，输出破窗控制指令方面，所述微处理器，用于：

当车内温度和氧气浓度处于危险范围时，输出第四控制指令；所述第四控制指令用于启动所述第二红外线传感器；所述第二红外线传感器用于采集车内热像图；

当所述第二红外线传感器采集到的车内热像图表明车内存在活体时，输出破窗控制指令。

5.根据权利要求4所述的一种车内密闭环境危险感知预警自救装置，其特征在于，所述微处理器，用于：

当所述第二红外线传感器采集到的车内热像图表明车内未存在活体时，返回当车辆处于熄火且车门均处于关闭状态时，输出第一控制指令的步骤。

6.根据权利要求1所述的一种车内密闭环境危险感知预警自救装置，其特征在于，所述弹力输出部包括固定板、第一电磁限位器、第二电磁限位器、设置在所述第一电磁限位器一侧的第一电磁铁组件、设置在所述第二电磁限位器一侧的第二电磁铁组件以及弹簧；所述弹簧固定在所述固定板上；

在接收到破窗控制指令前，所述弹簧处于伸长状态并在所述固定板上形成弓体；所述弓体包括依次连接的第一侧臂、U型结构以及第二侧臂；所述U型结构用于放置所述撞击部；所述第一电磁限位器用于在未进行破窗操作前，限位固定所述第一侧臂；所述第二电磁限位器用于在未进行破窗操作前，限位固定所述第二侧臂；

所述第一电磁铁组件用于在接收到破窗控制指令后，产生第一磁力；所述第一磁力用于移动所述第一电磁限位器，以使所述第一电磁限位器未限位固定所述第一侧臂；所述第二电磁铁组件用于在接收破窗控制指令之后，产生第二磁力；所述第二磁力用于移动所述第二电磁限位器，以使所述第二电磁限位器未限位固定所述第二侧臂；

在接收到破窗控制指令前，所述弹簧处于弓体状态，所述第一电磁铁组件和所述第二电磁铁组件未产生磁力，所述弓体的两侧臂被所述第一电磁限位器和所述第二电磁限位器分别限位固定；

在接收到破窗控制指令后，所述第一电磁铁组件和所述第二电磁铁组件产生磁力，所述第一电磁限位器和所述第二电磁限位器受磁力作用移动，使所述弓体的两侧臂未被限位固定，并在所述弹簧的弹力作用下，将所述撞击部发射至车窗上以撞击车窗。

7.根据权利要求6所述的一种车内密闭环境危险感知预警自救装置，其特征在于，所述固定板上开设有第一凹槽和第二凹槽，且所述第一凹槽和所述第二凹槽对称设置；所述第一凹槽用于放置所述第一电磁限位器，所述第二凹槽用于放置所述第二电磁限位器；

在接收到破窗控制指令前，所述第一电磁限位器卡在所述第一凹槽内，所述第二电磁限位器卡在所述第二凹槽内。

8.根据权利要求6所述的一种车内密闭环境危险感知预警自救装置，其特征在于，所述第一电磁铁组件和所述第二电磁铁组件均包括电磁铁线圈和电磁铁芯；

在接收到破窗控制指令后，所述电磁铁线圈通电，以使所述电磁铁芯产生磁力。

9.根据权利要求7所述的一种车内密闭环境危险感知预警自救装置，其特征在于，所述第一凹槽和所述第二凹槽的结构相同，且所述第一凹槽的一内侧壁为坡面。

10.根据权利要求6所述的一种车内密闭环境危险感知预警自救装置，其特征在于，所述弹簧为扭力弹簧；所述撞击部为钨钢撞针。

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